炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)據(jù)中國炭黑網(wǎng)消息，日前，日本三菱化學(xué)控股集團(tuán)與美國奧瑞金材料公司(Origin Materials)合作，以奧瑞金公司的專利技術(shù)為基礎(chǔ)，共同開發(fā)新式化學(xué)品及新型炭材料。
為此，奧瑞金公司和三菱化學(xué)集團(tuán)的炭材料業(yè)務(wù)部門之間簽署了一項(xiàng)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議(JDA)。作為戰(zhàn)略合作的一部分，三菱化學(xué)把奧瑞金生產(chǎn)的水熱炭(hydrothermal carbon，HTC)轉(zhuǎn)化為類似于特種炭黑的高性能材料;然后，再把這些高性能材料送給大型輪胎制造商進(jìn)行測試和進(jìn)一步開發(fā)。此項(xiàng)合作將充分利用三菱化學(xué)的技術(shù)創(chuàng)新能力和全球供應(yīng)鏈優(yōu)勢，借此這些渠道讓這種新型炭材料進(jìn)入日本和國際市場。
奧瑞金的專利技術(shù)，可以將木材殘?jiān)械奶荚剞D(zhuǎn)化成有用的炭材料，與用油爐法炭黑制造的輪胎相比，可以顯著降低輪胎產(chǎn)品的碳足跡，讓輪胎制造過程發(fā)生革命性變化。
這種伙伴關(guān)系，反映出三菱化學(xué)在新材料開發(fā)中利用生物質(zhì)來達(dá)到碳中和，同時(shí)實(shí)現(xiàn)炭黑材料的可持續(xù)發(fā)展。
所謂的“水熱炭”，是濕生物質(zhì)歷經(jīng)一種熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，利用熱量和壓力將其轉(zhuǎn)化成的一種含水炭材料。這種熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，亦稱作“水熱炭化過程(Hydrothermal Carbonization)”;該過程通常是在反應(yīng)器中進(jìn)行，溫度范圍在180至250°C之間，在自生的壓力下，原料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為0.5至8小時(shí)。它與高溫?zé)峤獾绕渌邷責(zé)峄瘜W(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)相比，其主要優(yōu)勢在于，用這種工藝處理的濕廢物料，無需預(yù)干燥即可進(jìn)行炭化。除木材殘?jiān)猓喾N原料包括水生生物質(zhì)、農(nóng)作物殘留物以及工業(yè)廢棄物，都適用于這種轉(zhuǎn)化過程。
水在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中是良好的傳熱介質(zhì)，但如果原料顆粒尺寸分布太寬，且反應(yīng)時(shí)間太短的話，則可能導(dǎo)致傳質(zhì)不充分。因此，原料的顆粒尺寸應(yīng)該是均勻的，以確保均勻的傳熱和傳質(zhì)。將送入反應(yīng)器的原料加熱到設(shè)定溫度并保持指定的停留時(shí)間。在熱轉(zhuǎn)化期間會產(chǎn)生氣體(主要是 CO2)和含水糊漿(主要是水和少量有機(jī)物和固體)。含水糊漿經(jīng)離心分離或過濾分離之后，濕濾餅再經(jīng)干燥，以產(chǎn)生富含碳元素的水熱炭，也稱作水炭(hydrochar)。
在水熱炭化過程中會發(fā)生多種反應(yīng)，如水解(與水反應(yīng))、脫水(除去水)、脫羧(除去羧基導(dǎo)致釋放出 CO2)和芳構(gòu)化(形成芳族化合物)。上述這些反應(yīng)在高溫和一定的壓下發(fā)生，而且也降低了含水糊漿的氫碳比(H/C)和氧碳比(O/C)，在生成富碳水炭方面發(fā)揮重要作用。
